Sopra: il BIG BANG da cui ha avuto origine l'Universo.

Tutto quello che possiamo vedere e misurare proviene dal nulla ed è stato creato nrl corso del Big Bang. In un istante infinitesimo hanno avuto origine il nostro Universo e con esso lo spazio e il tempo partendo da un minuscolo "embrione cosmico" incredibilmente caldo e denso. Oggi, dopo miliardi di anni dopo, l'Universo si sta espandendo in tutte le direzioni. Le Galassie del nostro Universo si stanno allontanando le une dalle altre, e tanto più lontane si trovano tra loro, tanto più velocemente viaggiano nello spazio, vedi foto sotto a sinistra. L'espansione dell'Universo, venne enunciato nel 1929 dall'astronomo americano Edwin Hubble, 1889-1953, foto sotto a destra.

Sopra: allontanamento Galassie

Sopra: Edwin Hubble.

VIAGGIO A RITROSO NEL TEMPO.

Ora immaginiamo di fare scorrere indietro il tempo. Osserveremmo subito che le galassie si raccoglierebbero in uno spazio più ristretto e quindi l'intero Universo, prima della loro formazione, era più piccolo di un nucleo di un atomo e aveva una temperatura altissima.
Il fatto che le galassie si stiano allontanando da noi potrebbe farci pensare di essere in un luogo privilegiato, al centro dell'Universo, però non è così. La distanza tra noi e le galassie continua ad aumentare mentre l'Universo continua ad espandersi in ogni direzione allo stesso modo.

PRIMA DEL BIG BANG.
La scienza non può rispondere ancora alla seguente domanda:

 LE GALASSIE.
L'Universo è costituito da molte Galassie, raggruppate in enormi famiglie, dette "ammassi", separati da sconfinati spazi vuoti e bui. Le galassie e le stelle hanno cominciato a formarsi circa un miliardo d'anni dopo il Big Bang. Prima di allora l'Universo conteneva soltanto particelle di energia e materia sotto forma di radiazioni elettromagnetiche, come i raggi X, la luce e le onde radio. La storia dell'Universo è stata ricostruita dalla collaborazione tra gli astronomi e i fisici: solo la fisica che studia le particelle elementari della materia può spiegare cosa sia accaduto nella prima fase della vita dell'Universo. La materia è costituita da particelle elementari note come i protoni, i neutroni e gli elettroni ma anche da particelle dai nomi meno noti come mesoni, bosoni, neutrini e via di seguito: alcune di queste esistono solo per brevissimi istanti, in condizioni molto particolari, creati all'interno di enormi apparecchiature, dette " acceleratori di particelle" che simulano le condizioni che esistevano nell'Universo primordiale.

Avvennero cambiamenti straordinari nella frazione di secondo successivo al Big Bang. L'Universo si espanse subito da dimensioni infinitesime a quelle più o meno di un pompelmo.
Da questa espansione velocissima, nota come "inflazione" (dall'inglese inflation= gonfia- mento), l'Universo emerse come un insieme di energia radiante e di particolari particelle elementari come i quark e gli antiquark. Anche dopo questa improvvisa inflazione, l'Universo era miliardi di volte più caldo di quanto sia oggi il nucleo del Sole e solo successivamente continuando l'espansione si raffreddò. I processi che coinvolsero le particelle e la radiazione avvennero grazie al raffreddamento.
Prima che l'Universo raggiungesse l'età di un decimillesimo di secondo (0,0001 secondi), dai quark iniziarono a formarsi protoni e neutroni, le particelle che costituiscono il nucleo degli atomi.

 MATERIA E ANTIMATERIA.
Nel primo secondo, dopoo il Big Bang, la temperatura si ridusse a 10 miliardi di gradi centigradi e l'Universo era dominato dalle radiazioni e particelle leggere, come gli elettroni e le loro antiparticelle, i positroni. Oggi sappiamo che le particelle di materia e di antimateria, quando si incontrano si distroggono reciprocamente ( questo fenomeno è detto di "anni- chilazione") lasciando dietro di se una certa quantità di energia. Questo accadde anche alle coppie di elettrone-positrone all'iniziodella storia dell'Universo, le quali si annichilirono lasciando energia e altre particelle elementari: i neutrini. Da questa fase si è ottenuto un eccesso di materia rispetto all'antimateria perchè tutto quello che osserviamo nel nostro Universo è costituito da materia, mentre l'antimateria è assente.
Trascorsi i primi 2 minuti dal Bing Bang, i protoni e i neutroni, cominciano a combinarsi fra loro dando origine ai nuclei di elio. Nel corso dei 300.000 anni non si verificano significativi cambiamenti dell'Universo.
Il cambiamento più importante avvenne quando l'Universo espandendosi si raffreddò fino a raggiungere una temperatura di soli 3300° C (la temperatura della superficie del sole è di 5500°C): a questo punto gli elettroni si legarono ai nuclei di idrogeno e di elio dando origine agli atomi di idrogeno e di elio. Questo permise il diradamento della nebbia cosmica e per la prima volta l'Universo divenne trasparente alla luce. Nei successivi milioni d'anni la materia incominciò ad addensarsi a causa della forza di gravità e, circa un miliardo di anni dopo il Big Bang, si formarono le prime stelle e galassie.